Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisch schaltbares Getriebe, in dem eine Eingangswelle und ein die Drehung der Eingangswelle verzögerndes mechanisches Reduziergetriebe mit jedem der Elemente eines Verbundplanetengetriebes für das Schalten verbunden ist sowie jedes Element ein- und ausgerückt werden kann, um über eine Bremse und eine Kupplung die Drehzahl der Eingangswelle auf mehrere Gänge zu legen.The present invention relates to an automatically shiftable transmission in which an input shaft and a mechanical reduction gear delaying the rotation of the input shaft are connected to each of the elements of a compound planetary gear for shifting and each element can be engaged and disengaged via a brake and a clutch to set the speed of the input shaft to several gears.
In der JP H04-219 553 (siehe 13 sowie die Absätze [0070] und [0071]) wird ein verwandter Stand der Technik beschrieben, bei dem ein automatisch schaltbares Getriebe zum Bereitstellen von Übersetzungen für sechs Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang versehen ist mit einem einfachen Planetengetriebe für die Verzögerung, das aus einem mit einer Eingangswelle verbundenen Ringrad, einem auf einem Getriebegehäuse befestigten Sonnenrad und einem Planetenträger zur drehbaren Aufnahme eines mit dem Ringrad und dem Sonnenrad in Eingriff stehenden Planetenrads besteht, und einem Verbundplanetengetriebe zum Schalten, das erste und zweite Sonnenräder, kombinierte erste und zweite Planetenträger zur drehbaren Aufnahme eines mit dem ersten Sonnenrad in Eingriff stehenden Langplanetenrads, ein mit dem Langplanetenrad und dem zweiten Sonnenrad kämmendes Zwischenplanetenrad, und mit dem Langplanetenrad in Eingriff stehende kombinierte erste und zweite Ringräder aufweist. Die zu dem Verbundplanetengetriebe für das Schalten kombinierten ersten und zweiten Ringräder sind ständig mit einer Getriebeabtriebswelle verbunden und es wird die Drehung eines Planetenträgers des einfachen Planetengetriebes für die Verzögerung, dessen Drehgeschwindigkeit durch die Drehung der Eingangswelle reduziert wurde, über erste und dritte Kupplungen selektiv an die ersten und zweiten Sonnenräder des Planetengetriebes für das Schalten über erste und dritte Kupplungen übertragen. Die Drehung der Eingangswelle wird über eine zweite Kupplung selektiv auf die ersten und zweiten Planetenträger des Verbundplanetengetriebes für das Schalten gegeben. Weiter wird die Drehung des ersten Sonnenrads des Verbundplanetengetriebes für das Schalten und der kombinierten ersten und zweiten Planetenträger durch erste und zweite Bremsen selektiv gestoppt.In the JP H04-219 553 (please refer 13 and paragraphs [0070] and [0071]) a related art is described in which an automatically shiftable transmission for providing ratios for six forward gears and one reverse gear is provided with a simple planetary gear for deceleration, the one with a Input shaft connected ring gear, a sun gear mounted on a gear housing and a planet carrier for rotatably receiving a ring gear and the sun gear meshing planetary gear, and a compound planetary gear for switching, the first and second sun gears, combined first and second planetary carrier for rotatably receiving a Having associated with the first sun gear in engagement with long-wheel, a Zwischenplanetenrad with the Langplanetenrad and the second sun gear, and with the long-planetary gear engaged in combination first and second ring gears. The first and second ring gears combined to the compound planetary gear for shifting are continuously connected to a transmission output shaft, and the rotation of a planet carrier of the simple planetary gear for the deceleration whose rotational speed has been reduced by the rotation of the input shaft is selectively applied to the first and third clutches first and second sun gears of the planetary gear for the transmission via first and third clutches transmitted. The rotation of the input shaft is selectively applied to the first and second planet carriers of the compound planetary gear for shifting via a second clutch. Further, the rotation of the first sun gear of the compound planetary gear for shifting and the combined first and second planetary carriers are selectively stopped by first and second brakes.
Dieses herkömmliche automatisch schaltbare Getriebe weist eine geringe Gesamtlänge auf und ist für frontgetriebene Fahrzeuge mit Quermotor geeignet. In den letzten Jahren jedoch wird nach einem automatisch schaltbaren Getriebe verlangt, das entsprechend abgesetzte Getriebestufen für sieben oder mehr Vorwärtsgänge bereitzustellen vermag, um den Kraftstoffverbrauch und die Kraftübertragungsleistung wirtschaftlicher zu gestalten sowie ein Übersetzungsverhältnis zur Verfügung zu stellen, das der Präferenz des einzelnen Fahrers gerecht wird.This conventional automatic shift transmission has a small overall length and is suitable for front-wheel drive vehicles with a transverse engine. In recent years, however, there has been demanded an automatically shiftable transmission capable of providing stepped gear ratios for seven or more forward speeds, to make fuel consumption and power transmission more economical, and to provide a gear ratio satisfying the preference of the individual driver ,
Um diesen Anforderungen Rechnung zu tragen, besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines automatisch schaltbaren Getriebes, mit dem sich hochwirksame Übersetzungen für sieben oder mehr Vorwärtsgänge, ein hervorragendes Schaltgefühl und eine nur geringe Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit beim Schalten bewirken lassen, und bei dem zur weiteren Komprimierung der Getriebeabstufungen das Verbundplanetengetriebe für das Schalten mit einem zusätzlichen Element versehen ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche gelöst.To meet these requirements, it is an object of the present invention to provide an automatically shiftable transmission capable of providing highly efficient ratios for seven or more forward gears, excellent shift feeling, and only a small change in vehicle speed when shifting, and in which to further compress the gearbox gradations, the compound planetary gearbox is provided with an additional element for shifting. This object is solved by the features of the claims.
Für die weitergehende Beschreibung der Erfindung gelten die Zeichnungen. Es zeigen:For the further description of the invention, the drawings apply. Show it:
1 eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen automatisch schaltbaren Getriebes; 1 a schematic diagram of a first embodiment of an automatically shiftable transmission according to the invention;
2 eine Darstellung der Einrückzustände der Bremsen und Kupplungen für jeden Gang bei der ersten Ausführungsform; 2 a representation of the engagement states of the brakes and clutches for each gear in the first embodiment;
3 ein Geschwindigkeitsdiagramm, welches das Umdrehungsverhältnis eines jeden Elements eines Planetengetriebes für jeden Gang in der ersten Ausführungsform zeigt; 3 FIG. 10 is a velocity diagram showing the revolution ratio of each element of a planetary gear for each gear in the first embodiment; FIG.
4 ein Blockdiagramm einer Steuereinrichtung; 4 a block diagram of a control device;
5 eine Prinzipskizze einer zweiten Ausführungsform; 5 a schematic diagram of a second embodiment;
6 ein Geschwindigkeitsdiagramm der zweiten Ausführungsform; 6 a velocity diagram of the second embodiment;
7 eine Prinzipskizze einer dritten Ausführungsform; und 7 a schematic diagram of a third embodiment; and
8 ein Geschwindigkeitsdiagramm der dritten Ausführungsform. 8th a velocity diagram of the third embodiment.
Es folgt eine Beschreibung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen automatisch schaltbaren Getriebes auf der Grundlage der beiliegenden Zeichnungen. In 1 bezeichnet die Bezugsziffer 10 ein erfindungsgemäßes automatisch schaltbares Getriebe, beispielsweise ein Getriebe, das geschaltet wird und eine Abtriebsdrehung eines von einem Fahrzeugmotor drehgetriebenen Flüssigkeitsdrehmomentwandler 11 auf ein Antriebsrad überträgt. Das automatisch schaltbare Getriebe 10 ist mit einer Eingangswelle 14, die sequenziell und drehend auf einer gemeinsamen Achslinie 13 in einem Getriebegehäuse 12 in einer Fahrzeugkarosserie gelagert ist, einem einfachen Planetengetriebe 15 für die Verzögerung, einem Verbundplanetengetriebe 16 zum Schalten, einer Abtriebswelle 17, Kupplungen C-1 bis C-3 und Bremsen B-1 bis B-3 ausgebildet.There follows a description of a first embodiment of an automatic shift transmission according to the invention on the basis of the accompanying drawings. In 1 denotes the reference numeral 10 an automatically shiftable transmission according to the invention, for example a transmission which is shifted and an output rotation of a fluid torque converter rotationally driven by a vehicle engine 11 transmits to a drive wheel. The automatically shiftable transmission 10 is with an input shaft 14 that are sequential and rotating on a common axis line 13 in one gearbox 12 is stored in a vehicle body, a simple planetary gear 15 for the deceleration, a compound planetary gear 16 for switching, an output shaft 17 , Clutches C-1 to C-3 and brakes B-1 to B-3.
Das einfache Planetengetriebe 15 für die Verzögerung ist mit der Eingangswelle 14 verbunden und dient als mechanisches Reduziergetriebe, in dem verzögert drehende Elemente eine reduzierte Drehung mit einer gegenüber der Drehung der Eingangswelle 14 geringeren Drehzahl erzeugen. Weiterhin weist das einfache Planetengetriebe 15 für die Verzögerung ein mit einem Gehäuse 12 verbundenes Sonnenrad S1, einen Planetenträger C1 zur drehbaren Aufnahme eines mit dem Sonnenrad S1 in Eingriff stehenden Planetenrads sowie ein mit der Eingangswelle 14 verbundenes und mit dem Planetenrad 18 kämmendes Ringrad R1 auf, wobei der Planetenträger C1 als verzögert drehendes Element fungiert.The simple planetary gear 15 for the delay is with the input shaft 14 connected and serves as a mechanical reduction gear, in the delayed rotating elements a reduced rotation with respect to the rotation of the input shaft 14 generate lower speed. Furthermore, the simple planetary gear has 15 for the delay one with a housing 12 connected sun gear S1, a planet carrier C1 for rotatably receiving a sun gear S1 in mesh with the planetary gear and one with the input shaft 14 connected and with the planetary gear 18 combing ring gear R1, wherein the planet carrier C1 acts as a delayed rotating element.
Das Verbundplanetengetriebe 16 zum Schalten ist mit kombinierten und gewöhnlichen Planetenträgern C2, C3 in einem ersten einfachen Planetengetriebe 21 und einem zweiten Doppel-Planetengetriebe 22 ausgeführt. Das Verbundplanetengetriebe 16 zum Schalten ist ausgestattet mit: ersten und zweiten Sonnenrädern S2, S3, die jeweils drehbar und drehend auf der gemeinsamen Achslinie 13 gelagert sind, einem Stufenplanetenrad 25 in Form eines mit dem ersten Sonnenrad S2 kämmenden Planetenrads 23 größeren Durchmessers sowie eines mit dem zweiten Sonnenrad S3 über ein Zwischenplanetenrad 26 mit dazwischenliegendem Durchmesser in Eingriff stehenden Planetenrads 24 kleineren Durchmessers, kombinierten ersten und zweiten Planetenträgern C2, C3 zur drehbaren Aufnahme des Stufenplanetenrads 25 und des Zwischenplanetenrads 26, und einem mit dem Planetenrad 23 größeren Durchmessers kämmenden ersten Ringrad R2 sowie einem mit dem Planetenrad 24 kleineren Durchmessers ein Eingriff stehenden zweiten Ringrad R3.The compound planetary gearbox 16 for shifting is with combined and ordinary planet carriers C2, C3 in a first simple planetary gear 21 and a second double planetary gear 22 executed. The compound planetary gearbox 16 for shifting is equipped with: first and second sun gears S2, S3, each rotatable and rotating on the common axis line 13 are stored, a Stufenplanetenrad 25 in the form of a meshing with the first sun gear S2 planetary gear 23 larger diameter and one with the second sun gear S3 via a Zwischenplanetenrad 26 with intermediate diameter meshing planetary gear 24 smaller diameter, combined first and second planet carriers C2, C3 for rotatably receiving the stepped planetary gear 25 and the intermediate planetary gear 26 , and one with the planetary gear 23 larger diameter meshing first ring gear R2 and one with the planetary gear 24 smaller diameter engaging second ring gear R3.
Das erste Sonnenrad S2 des Verbundplanetengetriebes 16 für das Schalten ist mit dem Planetenträger C1 des einfachen Planetengetriebes 15 für die Verzögerung verbunden und über die dritte Kupplung C-3 ein- und ausrückbar, wobei es außerdem mit dem Getriebegehäuse 12 verbunden und über die erste Bremse B-1 ein- und ausgerückt werden kann. Die kombinierten ersten und zweiten Planetenträger C2, C3 sind mit der Eingangswelle 14 verbunden und über die zweite Kupplung C-2 ein- und ausrückbar sowie weiterhin mit dem Gehäuse 12 über die zweite Bremse B-2 ein- und auszurücken. Das erste Ringrad R2 ist mit dem Gehäuse 12 verbunden und über die dritte Bremse B-3 ein- und ausrückbar angeordnet. Das zweite Ringrad R3 steht in ständiger Verbindung mit der Abtriebswelle 17. Das zweite Sonnenrad S3 ist mit dem Planetenträger C1 verbunden und kann über die erste Kupplung C-1 ein- und ausgerückt werden.The first sun gear S2 of the compound planetary gear 16 for shifting is with the planet carrier C1 of the simple planetary gear 15 connected for the delay and on the third clutch C-3 on and disengaged, and it also with the transmission housing 12 connected and via the first brake B-1 can be switched on and disengaged. The combined first and second planet carriers C2, C3 are connected to the input shaft 14 connected and on the second clutch C-2 on and disengaged and continue with the housing 12 via the second brake B-2 on and disengage. The first ring gear R2 is connected to the housing 12 connected and arranged on the third brake B-3 and disengageable. The second ring gear R3 is in constant communication with the output shaft 17 , The second sun gear S3 is connected to the planet carrier C1 and can be engaged and disengaged via the first clutch C-1.
Man beachte, dass ein Pumpenrad 30 des Drehmomentwandlers 11 von einem Motor (nicht dargestellt) zur Ausgabe von Oil angetrieben wird dergestalt, dass ein Stator 31 die Reaktionskraft des Öls aufnimmt, um Drehmoment für eine Turbine 21 zu erzeugen. Die Eingangswelle 14 ist direkt mit der Turbine 32 verbunden. Die Bezugsziffer 33 bezeichnet eine Überbrückungskupplung, welche das Pumpenrad 30 und die Turbine 32 verbindet.Note that a pump 30 of the torque converter 11 driven by a motor (not shown) for dispensing oil is such that a stator 31 the reaction force of the oil absorbs torque for a turbine 21 to create. The input shaft 14 is directly with the turbine 32 connected. The reference number 33 denotes a lock-up clutch, which the impeller 30 and the turbine 32 combines.
Mit dem wie vorbeschrieben ausgebildeten automatisch schaltbaren Getriebe 10 werden die ersten bis dritten Kupplungen C-1 bis C-3 sowie die ersten bis dritten Bremsen B-1 bis B-3 selektiv ein- und ausgerückt sowie die Eingangswelle 14, die Abtriebswelle 17 und jedes Element des einfachen Planetengetriebes 15 für die Verzögerung und des Verbundplanetengetriebes 15 für das Schalten verbunden bzw. stillgesetzt, wodurch sich Übersetzungen für sieben Vorwärts- und zwei Rückwärtsgänge ergeben. In 2 zeigen schwarze Punke in jeder Kupplungs- und Bremsenspalte dem jeweiligen Gang entsprechend einen Einrückzustand im Falle einer Kupplung und einen Drehungsunterbrechungszustand im Falle einer Bremse.With the trained as described above automatically switchable transmission 10 The first to third clutches C-1 to C-3 and the first to third brakes B-1 to B-3 are selectively engaged and disengaged, and the input shaft 14 , the output shaft 17 and every element of the simple planetary gear 15 for the deceleration and the compound planetary gearbox 15 for switching connected or stopped, resulting in translations for seven forward and two reverse gears. In 2 Black spots in each clutch and brake column corresponding to each gear show an engaged state in the case of a clutch and a rotation interrupted state in the case of a brake.
Für das erste einfache Planetengetriebe 21 des einfachen Planetengetriebes 15 für die Verzögerung und des Verbundplanetengetriebes 16 für das Schalten ist das Verhältnis zwischen den Drehgeschwindigkeiten Ns des Sonnenrads, Nc des Planetenträgers, Nr des Ringrads sowie der Übersetzung λ des einfachen Planetengetriebes in Gleichung (1) dargestellt, während für das zweite Doppel-Planetengetriebe 22 des Verbundplanetengetriebes 16 für das Schalten das Verhältnis zwischen den Drehgeschwindigkeiten Ns des Sonnenrads, Nc des Trägers, Nr des Ringrads und der Übersetzung λ in Gleichung (2) wiedergegeben ist. Die Übersetzung für jeden Gang wird auf der Grundlage der Gleichungen (1) und (2) errechnet. Damit betragen die Übersetzungen des einfachen Planetengetriebes 15 für die Verzögerung, des ersten einfachen Planetengetriebes 21 und des zweiten Doppel-Planetengetriebes 22: λ1 = Zs1/Zr1, λ2 = Zs2/Zr2, λ3 = Zs3/Zr3, wobei Zs1, Zs2, Zs3 die Anzahl der Zähne in den Sonnenrädern S1, S2, S3 und Zr1, Zr2, Zr3 die Anzahl der Zähne in den Ringrädern R1, R2, R3 bezeichnen.For the first simple planetary gear 21 of the simple planetary gearbox 15 for the deceleration and the compound planetary gearbox 16 for the shift, the relationship between the rotational speeds Ns of the sun gear, Nc of the planetary carrier, Nr of the ring gear and the ratio λ of the simple planetary gear in equation (1) is shown, while for the second double-planetary gear 22 of the compound planetary gearbox 16 for switching, the relationship between the rotational speeds Ns of the sun gear, Nc of the carrier, Nr of the ring gear and the gear ratio λ in equation (2) is shown. The gear ratio for each gear is calculated on the basis of equations (1) and (2). This amounts to the translations of the simple planetary gear 15 for the delay, the first simple planetary gear 21 and the second double planetary gear 22 λ1 = Zs1 / Zr1, λ2 = Zs2 / Zr2, λ3 = Zs3 / Zr3, where Zs1, Zs2, Zs3 are the number of teeth in the sun gears S1, S2, S3 and Zr1, Zr2, Zr3 is the number of teeth in the ring gears R1, R2, R3 denote.
Werden die ersten bis dritten Kupplungen C-1 bis C-3 selektiv verbunden und die ersten bis dritten Bremsen B-1 bis B-3 selektiv betätigt, so nimmt das Geschwindigkeitsverhältnis eines jeden Elements des einfachen Planetengetriebes 15 für die Verzögerung und des Verbundplanetengetriebes 16 für das Schalten die in dem Geschwindigkeitsdiagramm gemäß 3 dargestellten Größen an. In dem Geschwindigkeitsdiagramm werden die Geschwindigkeitsverhältnisse ermittelt, indem jedes des aus den Sonnenrädern, Planetenträgern und Ringrädern der Planetengetriebe bestehenden Elemente in den Übersetzungen in horizontaler Achsrichtung entsprechenden Abständen und jedes entsprechende Element in vertikaler Achsrichtung angeordnet werden. In 3 sind die Geschwindigkeitsdiagramme des einfachen Planetengetriebes 15 für die Verzögerung und des Verbundplanetengetriebes 16 für das Schalten nebeneinander platziert. In dem Verbundplanetengetriebe 16 für das Schalten sind die ersten und zweiten Planetenträger C2 und C3 des ersten einfachen Planetengetriebes 21 und des zweiten einfachen Planetengetriebes 22 direkt verbunden, so dass das Geschwindigkeitsverhältnis der kombinierten ersten und zweiten Planetenträger C2, C3 auf einer mit C2, C3 bezeichneten Senkrechtlinie liegt. Im Falle des einfachen Planetengetriebes 15 für die Verzögerung ist der Abstand zwischen der Senkrechtlinie des Planetenträgers C1 und der des Sonnenrads S1 mit 1 angenommen und befindet sich die Senkrechtlinie des Ringrads R1 im Abstand λ1 von der Senkrechtlinie des Planetenträgers C1 auf der gegenüberliegenden Seite der Senkrechtlinie für das Sonnenrad S1. Für das erste einfachen Planetengetriebe 21 ist der Abstand zwischen der Senkrechtlinie des Planetenträgers C2 und der des Sonnenrads S2 mit 1 angenommen und befindet sich die Senkrechtlinie des Ringrads R2 im Abstand λ2 von der Senkrechtlinie des Planetenträgers C2 auf der gegenüberliegenden Seite der Senkrechtlinie für das Sonnenrad S2. Im Falle des zweiten Doppel-Planetengetriebes 22 liegt der Abstand zwischen der Senkrechtlinie des Planetenträgers C3 und der Senkrechtlinie des Sonnenrads S3 bei 1 und befindet sich die Senkrechtlinie des Ringrads R3 im Abstand λ3 von der Senkrechtlinie des Planetenträgers C3 auf der gleichen Seite wie die Senkrechtlinie für das Sonnenrad S3. In dem Geschwindigkeitsdiagramm sind Punkte mit C-1 bis C-3 sowie B-1 bis B-3 an den Stellen bezeichnet, wo die ersten bis dritten Kupplungen C-1 bis C-3 und die ersten bis dritten Bremsen B-1 bis B-3 selektiv betätigt werden.When the first to third clutches C-1 to C-3 are selectively connected and the first to third brakes B-1 to B-3 are selectively operated, the speed ratio of each element of the simple planetary gear decreases 15 for the deceleration and the compound planetary gearbox 16 for switching according to the speed diagram according to 3 displayed sizes. In the speed diagram, the speed ratios are obtained by arranging each of the sun gear, planet carriers, and ring gears of the planetary gears in the horizontal axial direction translations corresponding distances and each corresponding element in the vertical axial direction. In 3 are the speed diagrams of the simple planetary gearbox 15 for the deceleration and the compound planetary gearbox 16 placed next to each other for switching. In the compound planetary gearbox 16 for switching, the first and second planetary carriers C2 and C3 of the first simple planetary gear 21 and the second simple planetary gear 22 directly connected so that the speed ratio of the combined first and second planet carriers C2, C3 is on a vertical line indicated C2, C3. In the case of the simple planetary gearbox 15 for the deceleration, the distance between the vertical line of the planetary carrier C1 and that of the sun gear S1 is assumed to be 1 and the vertical line of the ring gear R1 is at a distance λ1 from the perpendicular line of the planetary carrier C1 on the opposite side of the vertical line for the sun gear S1. For the first simple planetary gear 21 the distance between the vertical line of the planetary carrier C2 and that of the sun gear S2 is assumed to be 1 and the vertical line of the ring gear R2 is at a distance λ2 from the perpendicular line of the planet carrier C2 on the opposite side of the vertical line for the sun gear S2. In the case of the second double planetary gear 22 is the distance between the vertical line of the planetary carrier C3 and the vertical line of the sun gear S3 at 1 and is the vertical line of the ring gear R3 at a distance λ3 from the vertical line of the planet carrier C3 on the same side as the vertical line for the sun gear S3. In the speed diagram, points are designated C-1 to C-3 and B-1 to B-3 at the positions where the first to third clutches C-1 to C-3 and the first to third brakes B-1 to B -3 be selectively operated.
In dem Geschwindigkeitsdiagramm des wie vorbeschrieben aufgebauten Verbundplanetengetriebes 16 für das Schalten sind die jeweils den fünf Senkrechtlinien entsprechenden Elemente auf der äußerst linken Senkrechtlinie beginnend als erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Elemente bezeichnet. Bei dem Verbundplanetengetriebe 16 für das Schalten sind in der ersten Ausführungsform des erste Sonnenrad S2 das erste, die kombinierten ersten und zweiten Planetenträger C2, C3 das zweite, das erste Ringrad R2 das dritte, das zweite Ringrad R3 das vierte und das zweite Sonnenrad S3 das fünfte Element.In the velocity diagram of the compound planetary gear set up as described above 16 for switching, the respective elements corresponding to the five perpendicular lines on the leftmost vertical line are referred to as first, second, third, fourth and fifth elements. In the compound planetary gear 16 for shifting, in the first embodiment, the first sun gear S2 is the first, the combined first and second planet carriers C2, C3 the second, the first ring gear R2, the third, the second ring gear R3, the fourth, and the second sun gear S3 the fifth element.
Es folgt eine Beschreibung einer Steuereinrichtung des automatisch schaltbaren Getriebes 10 auf der Grundlage des Blockdiagramms gemäß 4. Signale aus einem Motordrehzahlsensor 41 zum Erfassen einer motorseitigen Drehzahl Ne des Drehmomentwandlers 11, auf den die Motordrehung übertragen wird, einem Eingangsdrehzahlsensor 42 zum Erfassen einer Drehzahl Ni der Eingangswelle 14, einem Abtriebsdrehzahlsensor 43 zum Erfassen einer Drehzahl Nv der Abtriebswelle 17, einem Bereichspositionssensor 44, der ein Erfassungssignal D, N oder R ausgibt, wenn ein Schalthebel in den Vorwärtsfahrbereich D, in die Leerlaufstellung N oder in den Rückwärtsfahrbereich R geschaltet wird, und einem Drosselöffnungssensor 45 zum Erfassen des Grads der Gaspedalbetätigung Ss oder dergleichen, werden in eine Steuereinrichtung 40 eingegeben, die in eine CPU integriert ist. Auf diesen Erfassungssignalen basierend wählt die Steuereinrichtung den jeweils optimalen Gang aus und gibt sie einen Steuerstrom an jede hydraulische Servoeinheit 46 zur Betätigung jeder Kupplung und jeder Bremse, um die ersten bis dritten Kupplungen C-1 bis C-3 und die ersten bis dritten Bremsen B-1 bis B-3 wie in 2 dargestellt selektiv ein- und auszurücken, wodurch sieben Vorwärts- und zwei Rückwärtsgänge zur Verfügung gestellt werden.The following is a description of a control device of the automatically shiftable transmission 10 based on the block diagram according to 4 , Signals from an engine speed sensor 41 for detecting an engine-side rotational speed Ne of the torque converter 11 to which the engine rotation is transmitted, an input speed sensor 42 for detecting a rotational speed Ni of the input shaft 14 , an output speed sensor 43 for detecting a rotational speed Nv of the output shaft 17 a range position sensor 44 outputting a detection signal D, N or R when a shift lever is switched to the forward drive range D, the neutral position N, or the reverse drive range R, and a throttle opening sensor 45 for detecting the degree of the accelerator pedal operation Ss or the like, are in a control device 40 entered, which is integrated into a CPU. Based on these detection signals, the controller selects the respective optimum gear and outputs a control current to each hydraulic servo unit 46 for operating each clutch and each brake to the first to third clutches C-1 to C-3 and the first to third brakes B-1 to B-3 as in 2 selectively engaged and disengaged, providing seven forward and two reverse gears.
Es folgt eine Beschreibung der Funktionsweise für jeden Gang. Im ersten Vorwärtsgang, wo die erste Kupplung C-1 und die dritte Bremse B-3 durch die Steuereinrichtung 40 eingelegt sind, wird die Drehung des Planetenträgers C1 des einfachen Planetengetriebes 15 für die Verzögerung über die erste Kupplung C-1 auf das zweite Sonnenrad S3, d. h. das fünfte Element des Verbundplanetengetriebes 16 für das Schalten, gegeben und durch die Bremse B-3 die Drehung des ersten Ringrads R2 als das dritte Element unterbrochen. Damit werden das zweite Ringrad R3, d. h. das vierte Element, und die Abtriebswelle 17 verzögert und positiv mit der Übersetzung des ersten Gangs drehgetrieben.Below is a description of how it works for each gear. In the first forward gear, where the first clutch C-1 and the third brake B-3 by the control device 40 are inserted, the rotation of the planetary carrier C1 of the simple planetary gear 15 for the deceleration via the first clutch C-1 to the second sun gear S3, ie the fifth element of the compound planetary gear 16 for the shift, and the rotation of the first ring gear R2 as the third element is interrupted by the brake B-3. Thus, the second ring gear R3, ie, the fourth element, and the output shaft 17 delayed and positively driven in rotation with the translation of the first gear.
Im zweiten Gang, in dem die erste Kupplung C-1 eingelegt und die zweite Bremse B-2 betätigt ist, wird die Drehung des Planetenträgers C1 des einfachen Planetengetriebes 15 für die Verzögerung über die erste Kupplung C-1 auf das zweite Sonnenrad S3, d. h. das fünfte Element, gegeben und die Drehung der ersten und zweiten Planetenträger C2, C3 als das zweite Element durch die zweite Bremse B-2 unterbrochen. Damit werden das zweite Ringrad R3 und die Abtriebswelle 17 verzögert und positiv mit der Übersetzung des zweiten Gangs drehgetrieben.In the second gear in which the first clutch C-1 is engaged and the second brake B-2 is operated, the rotation of the planetary carrier C1 of the simple planetary gear 15 for the deceleration via the first clutch C-1 to the second sun gear S3, ie the fifth element, and the rotation of the first and second planet carriers C2, C3 as the second element is interrupted by the second brake B-2. Thus, the second ring gear R3 and the output shaft 17 delayed and positively driven in rotation with the translation of the second gear.
Im dritten Gang, in dem die erste Kupplung C-1 eingerückt und die erste Bremse B-1 betätigt ist, wird die Drehung des Planetenträgers C1 des einfachen Planetengetriebes 15 für die Verzögerung über die erste Kupplung C-1 auf das zweite Sonnenrad S3, das fünfte Element, gegeben und die Drehung des ersten Sonnenrads S2, des ersten Elements, über die erste Bremse B-1 unterbrochen. Damit werden das zweite Ringrad R3 und die Abtriebswelle 17 verzögert und positiv mit der Übersetzung des dritten Gangs drehgetrieben.In the third speed, in which the first clutch C-1 is engaged and the first brake B-1 is operated, the rotation of the planetary carrier C1 of the simple planetary gear becomes 15 for the deceleration via the first clutch C-1 to the second sun gear S3, the fifth element given and the rotation of the first sun gear S2, the first element, interrupted via the first brake B-1. Thus, the second ring gear R3 and the output shaft 17 delayed and positively driven in rotation with the translation of the third gear.
Im vierten Gang, in dem die ersten und dritten Kupplungen C-1, C-3 eingerückt sind, wird die Drehung des Planetenträgers C1 des einfachen Planetengetriebes 15 für die Verzögerung über die ersten und dritten Kupplungen C-1, C-3 auf die zweiten und ersten Sonnenräder S3, S2, d. h. die fünften und ersten Elemente, gegeben, wodurch das Verbundplanetengetriebe 16 für das Schalten mit dem einfachen Planetengetriebe 15 für die Verzögerung fest gedreht wird. Damit wird eine positive Drehung des zweiten Ringrads R3 und der Abtriebswelle 17 mit der Übersetzung des vierten Gangs erreicht, in dem die Drehzahl der Eingangswelle 14 durch das einfache Planetengetriebe 15 für die Verzögerung reduziert wird.In the fourth speed, in which the first and third clutches C-1, C-3 are engaged, the rotation of the planetary carrier C1 of the simple planetary gear becomes 15 for the deceleration via the first and third clutches C-1, C-3 to the second and first sun gears S3, S2, ie the fifth and first elements, whereby the compound planetary gear 16 for shifting with the simple planetary gear 15 for the delay is firmly turned. This is a positive rotation of the second ring gear R3 and the output shaft 17 achieved with the translation of the fourth gear, in which the speed of the input shaft 14 through the simple planetary gear 15 for the delay is reduced.
Im fünften Gang, in dem die ersten und zweiten Kupplungen C-1, C-2 eingerückt sind, werden die Drehung des Planetenträgers C1 des einfachen Planetengetriebes für die Verzögerung über die erste Kupplung C-1 auf das zweite Sonnenrad S3, das fünfte Element, und die Drehung der Eingangswelle 14 über die zweite Kupplung C-2 auf die ersten und zweiten Planetenträger C2, C3, das zweite Element, gegeben. Damit werden das zweite Ringrad R3 und die Abtriebswelle 17 verzögert und positiv mit der Übersetzung des fünften Gangs drehgetrieben.In fifth gear, in which the first and second clutches C-1, C-2 are engaged, the rotation of the planet carrier C1 of the simple planetary gear train for deceleration via the first clutch C-1 to the second sun gear S3, the fifth element, and the rotation of the input shaft 14 via the second clutch C-2 to the first and second planet carriers C2, C3, the second element. Thus, the second ring gear R3 and the output shaft 17 delayed and positively propelled with the translation of the fifth gear.
Im sechsten Gang, in dem die zweiten und dritten Kupplungen C-2, C-3 eingerückt sind, werden die Drehung der Eingangswelle 14 über die Kupplung C-2 auf die kombinierten ersten und zweiten Planetenträger C2, C3 als das zweite Element und die Drehung des Planetenträgers C1 des einfachen Planetengetriebes 15 für die Verzögerung über die dritte Kupplung C-3 auf das erste Sonnenrad S2, das erste Element, gegeben. Damit werden das zweite Ringrad R3 und die Abtriebswelle 17 beschleunigt und positiv mit der Übersetzung des sechsten Gangs drehgetrieben.In sixth gear, in which the second and third clutches C-2, C-3 are engaged, the rotation of the input shaft becomes 14 via the clutch C-2 to the combined first and second planet carriers C2, C3 as the second element and the rotation of the planetary carrier C1 of the simple planetary gear 15 for the deceleration via the third clutch C-3 to the first sun gear S2, the first element. Thus, the second ring gear R3 and the output shaft 17 accelerated and positively propelled with the translation of the sixth gear.
Im siebten Gang, in dem die zweite Kupplung C-2 eingerückt und die erste Bremse B-1 betätigt ist, wird die Drehung des ersten Sonnenrads S2, des ersten Elements, unterbrochen und die Drehung der Eingangswelle 14 über die zweite Kupplung C-2 auf die das zweite Element bildenden kombinierten ersten und zweiten Planetenträger C2, C3 gegeben. Damit werden das zweite Ringrad R3 und die Abtriebswelle 17 beschleunigt und positiv mit der Übersetzung des siebten Gangs drehgetrieben.In the seventh speed, in which the second clutch C-2 is engaged and the first brake B-1 is operated, the rotation of the first sun gear S2, the first element, is interrupted and the rotation of the input shaft 14 via the second clutch C-2 to the second element forming combined first and second planet carrier C2, C3 given. Thus, the second ring gear R3 and the output shaft 17 accelerated and positively propelled with the translation of the seventh gear.
Im ersten Rückwärtsgang, wo die dritte Kupplung C-3 und die dritte Bremse B-3 eingelegt sind, wird über die dritte Kupplung C-3 die Drehung des Planetenträgers C1 des Einfachritzelgetriebes 15 für die Verzögerung auf das erste Sonnenrad S2 als das erste Element gegeben und die Drehung des ersten Ringrads R2 als drittes Element durch die dritte Bremse B-3 unterbrochen. Damit werden das zweite Ringrad R3 und die Abtriebswelle 17 verzögert und mit der Übersetzung des Rückwärtsgangs negativ drehgetrieben.In the first reverse gear, where the third clutch C-3 and the third brake B-3 are engaged, via the third clutch C-3, the rotation of the planetary carrier C1 of the single pinion gear 15 for the deceleration is given to the first sun gear S2 as the first element, and the rotation of the first ring gear R2 as the third element is interrupted by the third brake B-3. Thus, the second ring gear R3 and the output shaft 17 delayed and negatively rotationally driven with the translation of the reverse gear.
Im zweiten Rückwärtsgang, in dem die dritte Kupplung C-3 und die zweite Bremse B-2 eingelegt sind, wird über die Kupplung C-3 die Drehung des Planetenträgers C1 des einfachen Planetengetriebes 15 für die Verzögerung auf das erste Sonnenrad S2 als erstes Element gegeben und über die zweite Bremse B-2 die Drehung der das zweite Element bildenden kombinierten ersten und zweiten Planetenträger C2, C3 unterbrochen. Damit werden das zweite Ringrad R3 und die Abtriebswelle 17 verzögert und mit der Übersetzung des zweiten Rückwärtsgangs negativ drehgetrieben.In the second reverse gear, in which the third clutch C-3 and the second brake B-2 are inserted, via the clutch C-3, the rotation of the planetary carrier C1 of the simple planetary gear 15 for the delay to the first sun gear S2 as the first element and the second brake B-2, the rotation of the second element forming the combined first and second planet carrier C2, C3 interrupted. Thus, the second ring gear R3 and the output shaft 17 delayed and negatively rotationally driven with the translation of the second reverse gear.
Wie aus dem Geschwindigkeitsdiagramm gemäß 3 ersichtlich, das die Übersetzungen des ersten Sonnenrads S2, der kombinierten ersten und zweiten Planetenträger C2, C3, des ersten Ringrads R2, des zweiten Ringrads R3 und des zweiten Sonnenrads S3 für jeden Gang zeigt, wobei die Drehzahl der Eingangswelle 14 die Größe 1 hat, ist das Drehzahlverhältnis, d. h. die Übersetzung, des zweiten Ringrads R3 als das vierte Element für jeden Gang in geeigneten Abständen ausgelegt dergestalt, dass mit dem erfindungsgemäßen automatisch schaltbaren Getriebe Übersetzungen für sieben Vorwärts- und zwei Rückwärtsgänge in den entsprechenden Abstufungen zur Verfügung gestellt werden.As from the velocity diagram according to 3 which shows the ratios of the first sun gear S2, the combined first and second planetary carriers C2, C3, the first ring gear R2, the second ring gear R3 and the second sun gear S3 for each gear, the rotational speed of the input shaft 14 has the size 1, the speed ratio, that is, the ratio of the second ring gear R3 is designed as the fourth element for each gear at appropriate intervals such that with the automatic shift transmission according to the invention translations for seven forward and two reverse gears in the corresponding gradations Will be provided.
Es folgen Beschreibungen weiterer Ausführungsformen. Diese anderen Ausführungsformen sind bis auf die konstruktive Gestaltung des Verbundplanetengetriebes für das Schalten mit der ersten Ausführungsform identisch. Deshalb werden lediglich von der ersten Ausführungsform abweichende Punkte beschrieben. Identische Teile sind in den Zeichnungen mit jeweils gleichen Bezugsziffern versehen und in den detaillierten Beschreibungen nicht berücksichtigt.Below are descriptions of other embodiments. These other embodiments are identical except for the structural design of the compound planetary gear for switching with the first embodiment. Therefore, only points different from the first embodiment will be described. Identical parts are provided in the drawings with the same reference numerals and are not taken into account in the detailed descriptions.
In einer zweiten Ausführungsform ist ein Verbundplanetengetriebe 50 für das Schalten wie in 5 dargestellt mit den zweiten und dritten Ringrädern R3, R4 sowie den ersten bis dritten Planetenträgern C2, C3, C4 versehen, die in einem ersten und zweiten einfachen Planetengetriebe 51, 52 bzw. einem dritten Doppel-Planetengetriebe 53 kombiniert und gemeinsam angeordnet. Im Einzelnen ist das Verbundplanetengetriebe 50 für das Schalten mit den auf einer gemeinsamen Achslinie 13 drehbar gelagerten zweiten und dritten Sonnenrädern S3, S4, einem ein Planetenrad 54 kleineren Durchmessers und ein Planetenrad 55 größeren Durchmessers bildenden Stufenritzel 56 in direktem Eingriff mit dem Sonnenrad S3 und über ein Zwischenritzel 57 in Eingriff mit dem dritten Sonnenrad S4, den kombinierten ersten bis dritten Planetenträgern C2, C3, C4 zur drehbaren Aufnahme des Stufenritzels 56 und des Zwischenritzels 55, und dem mit dem Planetenrad 55 größeren Durchmessers kämmenden ersten Ringrad R4 sowie den kombinierten zweiten und dritten Ringrädern R3, R4, die mit dem Planetenrad 54 kleineren Durchmessers in Eingriff stehen.In a second embodiment is a compound planetary gear 50 for switching as in 5 illustrated with the second and third ring gears R3, R4 and the first to third planetary carriers C2, C3, C4 provided in a first and second simple planetary gear 51 . 52 or a third double planetary gear 53 combined and arranged together. In detail, the compound planetary gear 50 for switching with those on a common axis line 13 rotatably mounted second and third sun gears S3, S4, a planetary gear 54 smaller diameter and a planetary gear 55 larger diameter forming stepped pinion 56 in direct engagement with the sun gear S3 and via an intermediate pinion 57 in engagement with the third sun gear S4, the combined first to third planet carriers C2, C3, C4 for rotatably receiving the step pinion 56 and the inter-pinion 55 , and that with the planetary gear 55 larger diameter meshing first ring gear R4 and the combined second and third ring gears R3, R4, which are connected to the planetary gear 54 smaller diameter mesh.
Das zweite Sonnenrad S3 als das erste Element ist über die dritte Kupplung C-3 mit dem Planetenträger C1 des einfachen Planetengetriebes 15 für die Verzögerung und über die erste Bremse B-1 mit dem Gehäuse 12 verbunden sowie ein- und ausrückbar angeordnet. Die das zweite Element bildenden ersten bis dritten Planetenträger C2, C3, C4 sind miteinander kombiniert und über die zweite Kupplung C-2 mit der Eingangswelle 14 sowie über die zweite Bremse B-2 mit dem Gehäuse 12 verbunden sowie ein- und ausrückbar angeordnet. Das erste Ringrad R3 als das dritte Element ist über die dritte Bremse B-3 mit dem Gehäuse 12 verbunden sowie ein- und ausrückbar. Die das vierte Element bildenden kombinierten zweiten und dritten Ringräder R3, R4 stehen in ständiger Verbindung mit der Abtriebswelle 17. Das dritte Sonnenrad S4 als das fünfte Element ist über die erste Kupplung C-1 mit dem ersten Planetenträger C1 verbunden sowie ein- und ausrückbar. Der Einrückzustand jeder Kupplung und Bremse ist für jeden Gang identisch mit dem der ersten Ausführungsform. 6 zeigt ein Geschwindigkeitsdiagramm. Da der funktionelle Ablauf mit der ersten Ausführungsform im Wesentlichen identisch ist, wird von einer dahingehenden Beschreibung abgesehen.The second sun gear S3 as the first element is via the third clutch C-3 with the planetary carrier C1 of the simple planetary gear 15 for the delay and about the first brake B-1 with the housing 12 connected as well as arranged and disengaged. The first to third planet carriers C2, C3, C4 forming the second element are combined with each other and via the second clutch C-2 to the input shaft 14 as well as the second brake B-2 with the housing 12 connected as well as arranged and disengaged. The first ring gear R3 as the third element is connected to the housing via the third brake B-3 12 connected as well as engageable and disengageable. The fourth element forming combined second and third ring gears R3, R4 are in constant communication with the output shaft 17 , The third sun gear S4 as the fifth element is connected to the first planet carrier C1 via the first clutch C-1 and can be engaged and disengaged. The engagement state of each clutch and brake is identical to that of the first embodiment for each gear. 6 shows a speed diagram. Since the functional flow is substantially identical to the first embodiment, a description thereof will be omitted.
In einer dritten Ausführungsform ist ein Verbundplanetengetriebe 60 für das Schalten wie aus 7 ersichtlich versehen mit: den ersten und zweiten Sonnenrädern, den ersten, zweiten und dritten Planetenträgern C2, C3, C4, sowie den zweiten und dritten Ringrädern R3, R4, welche direkt verbunden und gemeinsam in einem ersten einfachen Planetengetriebe 61, einem zweiten einfachen Planetengetriebe 62 und einem dritten Doppel-Planetengetriebe 63 auf der gemeinsamen Achs-linie 13 angeordnet sind. Im Einzelnen weist das Verbundplanetengetriebe 60 für das Schalten auf: direkt verbundene erste und zweite Sonnenräder S2, S3 und das dritte Sonnenrad S4, ein mit dem ersten Sonnenrad S2 in Eingriff stehendes erstes Planetenrad 64, ein mit dem zweiten Sonnenrad S3 direkt und mit dem dritten Sonnenrad S4 über ein zweites Planetenrad 65 in Eingriff stehendes Langritzel 66, die kombinierten ersten bis dritten Planetenträger C2 bis C4 zur drehbaren Aufnahme des Langritzels 66 sowie des ersten und zweiten Planetenrads 64, 65, das mit dem ersten Planetenrad 64 in Eingriff stehende erste Ringrad R2 sowie die mit dem Langritzel 66 kämmenden kombinierten zweiten und dritten Ringräder R3, R4. Die das erste Element bildenden direkt verbundenen ersten und zweiten Sonnenräder S2, S3 sind über die Kupplung C-3 mit dem Planetenträger C1 des einfachen Planetengetriebes 15 für die Verzögerung und über die erste Bremse B-1 mit dem Gehäuse 12 verbunden sowie ein- und ausrückbar angeordnet. Die das zweite Element bildenden kombinierten ersten bis dritten Planetenträger C2 bis C4 sind über die zweite Kupplung C-2 mit der Eingangswelle 14 und über die Bremse B-2 mit dem Gehäuse 12 verbunden sowie ein- und ausrückbar. Das erste Ringrad R2 als drittes Element ist über die dritte Bremse B-3 mit dem Gehäuse 12 verbunden sowie ein- und ausrückbar angeordnet. Die das vierte Element bildenden kombinierten zweiten und dritten Ringräder R3, R4 stehen in ständiger Verbindung mit der Abtriebswelle 17. Das dritte Sonnenrad S4 als das fünfte Element ist über die erste Kupplung C-1 mit dem Planetenträger C1 verbunden sowie ein- und ausrückbar.In a third embodiment is a compound planetary gear 60 for switching like off 7 Optionally provided with: the first and second sun gears, the first, second and third planetary carriers C2, C3, C4, and the second and third ring gears R3, R4, which are directly connected and together in a first simple planetary gear 61 , a second simple planetary gear 62 and a third double planetary gear 63 on the common axis line 13 are arranged. In detail, the compound planetary gearbox 60 for shifting: directly connected first and second sun gears S2, S3 and the third sun gear S4, a first planetary gear meshing with the first sun gear S2 64 , one with the second sun gear S3 directly and with the third sun gear S4 via a second planetary gear 65 engaged long pinion 66 , the combined first to third planet carrier C2 to C4 for rotatably receiving the long pinion 66 and the first and second planet gears 64 . 65 that with the first planetary gear 64 engaged first ring gear R2 and those with the long pinion 66 combing combined second and third ring gears R3, R4. The directly connected first and second sun gears S2, S3 forming the first element are connected via the clutch C-3 to the planet carrier C1 of the simple planetary gear 15 for the delay and about the first brake B-1 with the housing 12 connected as well as arranged and disengaged. The combined first to third planet carriers C2 to C4 forming the second element are connected to the input shaft via the second clutch C-2 14 and via the brake B-2 with the housing 12 connected as well as engageable and disengageable. The first ring gear R2 as the third element is connected to the housing via the third brake B-3 12 connected as well as arranged and disengaged. The fourth element forming combined second and third ring gears R3, R4 are in constant communication with the output shaft 17 , The third sun gear S4 as the fifth element is connected to the planetary carrier C1 via the first clutch C-1 and can be engaged and disengaged.
Der Einrückzustand jeder Kupplung und Bremse ist für jeden Gang identisch mit dem der ersten Ausführungsform. 8 zeigt ein Geschwindigkeitsdiagramm. Von Beschreibungen wird abgesehen, da der funktionelle Ablauf im Wesentlichen gleich ist, wenn das erste Sonnenrad S2 als das erste Element, die das zweite Element bildenden kombinierten ersten und zweiten Planetenträger C2, C3, das erste Ringrad R2 als das dritte Element, das zweite Ringrad R3 als das vierte Element und das zweite Sonnenrad S3 als das fünfte Element der ersten Ausführungsform entsprechend durch die direkt verbundenen ersten und zweiten Sonnenräder S2, S3 als das erste Element, die kombinierten ersten bis dritten Planetenträger C2 bis C4 als das zweite Element, das erste Ringrad R2 als das dritte Element, die kombinierten zweiten und dritten Ringräder R3, R4 als das vierte Element und das dritte Sonnenrad S4 als das fünfte Element in der dritten Ausführungsform ersetzt werden.The engagement state of each clutch and brake is identical to that of the first embodiment for each gear. 8th shows a speed diagram. Descriptions are omitted since the functional operation is substantially the same when the first sun gear S2 as the first element, the combined first and second planet carriers C2, C3 forming the second element, the first ring gear R2 as the third element, the second ring gear R3 as the fourth element and the second sun gear S3 as the fifth element of the first embodiment, respectively, by the directly connected first and second sun gears S2, S3 as the first element, the combined first to third planet carriers C2 to C4 as the second element, the first one Ring gear R2 as the third element, the combined second and third ring gears R3, R4 as the fourth element and the third sun gear S4 are replaced as the fifth element in the third embodiment.
